[發明專利]一種基于魯棒性設計的MIMO傳輸功率分配優化方法

有效

• 申請號: 201310407173.0
• 申請日: 2013-09-09
• 公開（公告）號: CN103458521A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 王家恒;趙立成;梁霄;趙春明
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04W72/08
• 分類號: H04W72/08;H04W52/36;H04W52/42
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

1.一種基于魯棒性設計的MIMO傳輸功率分配優化方法，其特征在于：包括如下步驟：

(1)將μ作為參數，對p_i進行優化，即：

max{pi},μΣi=1rμτiγi2piμτi+pi-μϵ2=maxμh(μ)]]>

經過計算：

pi=γiτiPsΣi=1rγiτi+μτiγiΣi=1rτi-Σi=1rτiγiΣi=1rγiτi]]>

h(μ)=Σi=1r(γi2μτi)-(Σi=1rγiμτi)2Σi=1r(μτi)+Ps-μϵ2]]>

其中：r為信道數目，為標稱信道矩陣；p_i為功率分配矩陣Q的特征值，且p_i按降序排列，即p₁≥p₂≥…≥p_N；μ為拉格朗日乘子；τ_i為不確定域ε的加權系數；H為信道矩陣，γ_i為H的奇異值，且γ_i按降序排列，即γ₁≥γ₂≥…≥γ_N；P_s為所有數據流的總功率限制值；ε為允許誤差；

(2)根據μ的限制條件，優化h(μ)，即：

maxμh(μ)=h(μ*)]]>

其中μ^*為使h(μ)取最大值時的拉格朗日乘子值；

定義A=Σi=1rτi,B=Σi=1rγiτi,C=Σi=1rγi2τi,]]>則：

h(μ)=Cμ-μ2B2Aμ+Ps-μϵ2]]>

對上式進行求導得到：

μ*=PsA(B2B2-(C-ϵ2)A-1)]]>

h(μ*)=PsA2(B-B2-(C-ϵ2)A)2]]>

(3)將μ^*代入p_i得到驗證是否超過功率上下限：

若有k₁個信道突破功率上限，稱這類突破功率上限的信道為一型信道，并且這k₁個信道所構成的集合稱為K₁；若有k₂個信道突破功率下限，稱這類突破功率下限的信道為二型信道，并月．這k₂個信道所構成的集合稱為K₂；剩下的信道既不突破功率上限也不突破功率下限，稱這類信道為三型信道，這k₃=r-k₁-k₂個信道所構成的集合稱為K₃；對于所有的一型信道，對于所有的二型信道，對于所有的三型信道，等于計算值，其中P_i為第i個數據流上的功率限制值；分兩種情況進行討論：

①如果經過計算所有的信道都是三型信道，那么輸出結果作為最終功率的功率分配方案，結束；

②如果經過計算存在一型信道或二型信道，那么一型信道分配的功率為功率上限，二型信道分配的功率為功率下限，三型信道分配的功率為計算值，將每一個信道的功率分配方案保存，進入步驟(4)；

(4)根據全局最優解進行剩余功率的再分配，記剩余功率對Δp進行功率再分配：

Δpi=γiτiΔpΣi∈K3γiτi+μτiγiΣi∈K3τi-Σi∈K3τiγiΣi∈K3γiτi]]>

并且：

μ=ΔpA(B2B2-(C-ϵ2)A-1),A=Σi∈K3τi,B=Σi∈K3γiτi]]>

對于獲得的Δp_i進行驗證：

①如果存在pi*+Δpi>Pi]]>或者pi*+Δpi<0,]]>更新pi*=pi*+Δpi]]>或者pi*=Pi]]>或者pi*=0,]]>再重新執行步驟(4)；

②如果所有的滿足那么確定最終的功率分配方案為：pi**=pi*+Δpi,]]>結束。